Hi zusammen, ich weiß es wurde hier bereits schonmal erklärt und besprochen, aber irgendwie habe ich die Funktionsweise der Wirbelstrombremse immer noch nicht richtig verstanden.
Der eine sagt, dass durch die Bewegungsenergie des Zuges Strom in die Schienen induziert wird, welcher ein Magnetfeld aufbaut, welches sich wiederherum von dem des Zuges abstößt und schließlich abschwächt.
Im Fernsehen wird behauptet, dass sich im Zug Permanentmagnete befinden, welche bei passieren der Bremsschiene von selbiger angezogen werden und dadurch abbremsen.
Wie funktioniert es denn nun wirklich und gibt es vieleicht ein paar anschauliche Skizzen des Mechanismus?

Gruß: Chris

Nur mal ein kurzer Abriss:

Bei einer Wirbelstrombremse bewegt sich ein Blech durch ein Magnetfeld. Ob das Blech am Zug und die Magnete an der Schiene sind oder umgekehrt ist egal, Hauptsache ist, dass es eine so genannte Relativbewegung gibt. Es ist außerdem prinzipiell egal, ob man Permanent- oder Elektromagnete benutzt. Permanentmagnete haben aber den Vorteil, dass sie auch ohne Energiezufuhr funktionieren, weshalb in Bremsen immer diese eingesetzt werden.

Vielleicht erinnerst Du Dich an den Physikunterricht und die "Rechte-/Linke-Hand-Regel" (die mit Ursache, Vermittlung und Wirkung, die senkrecht aufeinander stehen) für die Lorentz-Kraft. Illustriert ist das ganze hier. Man muss nur ein wenig umdenken, da es sich nicht bildlich um einen Elektronenstrom handelt. Vielmehr sind die Elektronen Bestandteil des Bleches und bewegen sich damit in die gleiche Richtung wie der Zug (Hardcore-Physiker mögen mir verzeihen, dass ich die Elektronen als statisch im Blech "stehend" beschreibe). Jedenfalls werden die Elektronen durch das Magnetfeld senkrecht zum Magnetfeld und ihrer Bewegungsrichtung abgelenkt, sodass der so genannte Wirbelstrom entsteht (ganz schön erklärt auch hier). Jetzt haben wir einen Ringstrom im Blech, der nach der Schraubenregel wieder ein Magnetfeld erzeugt. Das ist jetzt genau entgegengesetzt zu dem Feld der Permanentmagnete orientiert (in der Abbildung 2 türkis). Damit ergibt sich dann die Bremswirkung. Außerdem geht ein Teil der Energie verloren, weil der Kreisstrom im Blech Wärme erzeugt.

Je schneller sich das Blech durch das Magnetfeld bewegt, desto stärker ist der induzierte Ringstrom, damit das Gegen-Magnetfeld und somit die Bremswirkung.

Hope that helps.

Jochen

"Time flies like an arrow, fruit flies like a banana."

Letzte Bearbeitung am 30-Mai-03 um 19:19 Uhr ()
>Außerdem geht ein Teil der Energie
>verloren, weil der Kreisstrom im Blech Wärme erzeugt.

Es ist grundsätzlich richtig, daß das Schwert warm wird, und von einer bekannten Kirmes und Park Zeitschrift auch tatsächlich als Bremsgrund angegeben worden (ich nehme an, daher kommt immer wieder die Geschichte mit der Wärmewirkung). Allerdings bewegt sich die Temperatur des Blechs dann etwa bei 100°C, und wenn man jetzt die Wärmekapazität des Blech hinzunimmt kann man mal ausrechnen, welcher Bruchteil der Bewegungsenergie des tonnenschweren Achterbahnzuges in Wärme übergeführt wird. Viel Spaß beim Rechnen, und wenn Ihr was anderes rausbekommt, als daß das den Zug nicht mehr beeindruckt als eine Wand, wenn man dagegentritt, dann habt Ihr falsch gerechnet

Wirklich relevant ist nur die schon richtig beschriebene Bremswirkung durch die Lenz'sche Regel, daß ein Magnetfeld erzeugt wird, das in seiner Wirkung der ursprünglichen Bewegungsrichtung entgegenwirkt.

CU in PL ! [tm]
Heul doch!

Energieerhaltungssatz: nix verschwindet. Es wird nur umgewandelt.
Da der Zug fast auf Null abgebremst wird, muss die Bewegungsenergie
ja irgendwo hin. Es werden Elektronen bewegt. OK, die hören aber auch
irgendwann auf.

Also ich behaupte mal dass alle Energie in Wärme umgewandelt wird.
Ein Teil auch in die Magneten selbst, oder erzeugt das Gegenmagnetfeld
da keine Wirbelströme?

Georges

Letzte Bearbeitung am 30-Mai-03 um 20:43 Uhr ()
>Also ich behaupte mal dass alle Energie in Wärme umgewandelt
>wird.

Und die Erde ist eine Scheibe. Nachrechnen ist angesagt!

Die Energie geht zum Großteil, wie bei normalen Bremsen auch, in die Konstruktion selbst über.

Es ist leider nicht möglich, aus bremsenden Achterbahnzügen Heizkraftwerke zu machen.

CU in PL ! [tm]
Heul doch!

> Die Energie geht zum Großteil, wie bei normalen Bremsen auch, in die Konstruktion selbst über.

Ermm. Was heisst das? Erleuchtung ist gefragt

Georges

Durch das Gegenfeld versucht das Blech quasi, die Magnete mitzunehmen. Falls sich der Monteur nicht verschraubt hat, klappt das natürlich nicht. Die Kraft/Energie wird also abgeführt bzw. zu einem Teil (frag Keng mal nach dem genauen Prozentsatz ) in Verformung der Konstruktion (der Achterbahn) und damit im Endeffekt auch irgendwie in Wärme umgewandelt.

Jochen

"Time flies like an arrow, fruit flies like a banana."

Letzte Bearbeitung am 30-Mai-03 um 15:45 Uhr ()
Eine meines Erachtens gute Erlärung gibt es hier.

EDIT: Da war ich wohl was zu langsam...

mfg Boris

The Forschungs supporter

Danke erst mal... entlich mal eine Erklärung die man auch verstehen kann!

Gruß: Chris